Los minerales - IES Juan Gris

Profesora: María Antonia Rojas Serrano
CONCEPTO DE MINERAL
Un mineral es un sólido, inorgánico, de origen
natural, con estructura interna ordenada y
composición química definida.
Comprenderemos mejor el concepto de mineral,
si analizamos cada uno de los términos de la
definición por separado.
1. SÓLIDO: los minerales siempre se encuentran en
estado sólido.(no son ni líquidos, ni gases)
2. INORGÁNICO: no procede de seres vivos.
3. DE ORIGEN NATURAL: se originan en procesos
naturales, sin ser fabricados por el hombre.
4. CON ESTRUCTURA INTERNA ORDENADA: los átomos
que forman los minerales se disponen en el espacio
de manera ordenada y fija y dan lugar a una
estructura cristalina.
5. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEFINIDA: los elementos
que forman un mineral son siempre los mismos y
guardan entre ellos una composición fija, aunque a
veces iones con radios parecidos pueden sustituirse
sin alterar la estructura mineral y en otras ocasiones
los minerales contienen impurezas y no por ello
dejan de ser ese mineral.
ESTRUCTURA DE LOS MINERALES
Los átomos que forman la materia pueden situarse en el
espacio de dos formas:
• Sin ningún orden, en este caso decimos que la materia
presenta una estructura amorfa o vítrea.
• Ordenados según formas geométricas que se repiten en las
tres direcciones del espacio formando una red; decimos
entonces que la materia es cristalina.
Estructura cristalina
Todos los minerales están formados por la repetición de una
estructura básica denominada celda fundamental.
La ordenación periódica tridimensional es la característica
fundamental de la materia mineral cristalina y la base para el
resto de las propiedades que un mineral puede presentar.
Cuando esta materia cristalina formas caras planas recibe la
denominación de cristal.
La coordinación es el proceso de relación de un átomo con los
inmediatos.
Al aproximarse dos iones de distinto signo, aparece una fuerza
de repulsión (debida a las cargas de igual signo de sus
cortezas) que va aumentando al disminuir la distancia, de
forma que para una cierta distancia entre ambos, el proceso de
aproximación no puede continuar.
Por ello los iones pueden representarse mediante esferas de
distintos tamaños.
Debido a que los iones de cargas opuestas se atraen, un catión
(Na+) tiene tendencia de rodearse por el máximo número
posible de aniones (Cl-).
El número y disposición de los aniones alrededor de un catión
o de los cationes alrededor de un anión depende del tamaño
de ambos.
Se denomina nodo a los iones que forman la estructura
interna ordenada de la materia.
La red espacial cristalina es un conjunto de nodos
ordenados según relaciones de periodicidad.
Esta periodicidad viene determinada por lo parámetros o
constantes cristalográficas y están constituidos por la
distancia de los ejes y los ángulos que forma un nodo en
relación con sus vecinos en el espacio.
De esta manera si consideramos un nodo cualquiera como
centro de referencia este presenta 3 ejes espaciales
(A,B,C) cuya distancia entre ese nodo y el adyacente será
(a,b,c) respectivamente. Y estos ejes a su vez forman 3
ángulos (a,b,g)
C
B
A
Estas constantes cristalográficas definen la celda fundamental,
cuya repetición forma la red cristalina.
Cualquier propiedad que presente la red cristalina también la
va a tener la celda fundamental.
La estructura cristalina de todos los minerales puede
explicarse en base a 7 redes cristalinas diferentes llamadas
redes de Bravais.
Cada una de estas redes tiene una constantes cristalográficas
que definen su celdilla unidad.
Isotropía y anisotropía
 Isotropía: las propiedades de un mineral son iguales
en todas las direcciones.
 Sólo presentan isotropía el sistema cúbico y la materia
amorfa.
 Anisotropía: cuando las propiedades de un mineral
no son iguales en todas las direcciones, casi todos los
minerales presentan anisotropía.
Isomorfismo y polimorfismo
 Isomorfismo: en un mineral se pueden producir
sustituciones de unos elementos por otros, siempre que el
radio de ambos elementos sea similar, sin que las
estructuras sufran cambios.
 Un ejemplo de esto son la forsterita (silicato de magnesio)
y la fayalina (silicato de hierro).
 Entre el paso de un mineral a otro existen minerales con
proporciones intermedias de los dos iones (magnesio y
hierro), a esta sustitución sucesiva de iones se denomina
serie isomórfica.
 Polimorfismo: es la característica que poseen aquellos
minerales que presentan la misma composición química,
pero su estructura cristalina es distinta.
 Como es el caso del diamante y el grafito, ambos están
formados por carbono pero el diamante cristaliza en el
sistema cúbico y el grafito en el hexagonal.
Otro caso de polimorfismo se da entre la caliza y el
aragonito, ambos están formados por carbonato cálcico,
pero la caliza cristaliza en el sistema trigonal y el
aragonito lo hace en el rómbico.
PROPIEDADES DE LOS MINERALES
Los minerales se pueden diferenciar por una serie de
propiedades entre las que destacan:
Dureza: es la resistencia que opone un mineral a ser rayado.
Para medirla se emplea la escala de Mohs. Se determina
rayando un mineral de dureza desconocida con otro de
dureza conocida. En esta escala de Mohs, se han asignado 10
grados de dureza a minerales conocidos, de manera relativa.
 Brillo: es el aspecto que muestra la superficie del
mineral al reflejar la luz que incide sobre él. Puede ser
metálico, como el de los metales; sedoso, como el de la
seda; vítreo, como el del vidrio; nacarado como el del
interior de las conchas; adamantino, como el del
diamante, etc.
 Color: es el color que apreciamos en su superficie.
Algunos minerales se pueden identificar fácilmente
por el color, como el azufre; sin embargos, en otros
como el cuarzo el color no sirve para su identificación,
ya que presentan varias coloraciones.
 Raya: es el color del polvo de un mineral cuando se
raya. El color de la raya no varía y resulta más útil que
el color para su identificación.
 Exfoliación: el mineral se rompe a lo largo de ciertos
planos. El mineral se puede romper formando cubos,
caso de la galena y la pirita; formando láminas como
las micas, etc.
 Diafanidad: es la capacidad de dejar pasar la luz a su través.
Los minerales pueden ser:
• Transparentes: si dejan pasar la luz y se distinguen los objetos
a su través.
• Translúcidos: si solo dejan pasar la luz, pero no se distinguen
los objetos.
• Opacos: si no dejan pasar la luz.
 Reacción química con ácido clorhídrico: la calcita reacciona
con ácido clorhídrico produciendo efervescencia.
 Magnetismo: es la capacidad que presentan algunos minerales
de ser atraídos por un imán.
FORMACIÓN DE LOS CRISTALES
El proceso por el que se originan los cristales recibe el
nombre de cristalización y puede producirse por:
o Solidificación de materiales fundidos: así se forman los
cristales de las rocas magmáticas, por enfriamiento del
magma.
o Sublimación de sustancias disueltas en gases: así se
originan cristales de azufre en los conductos volcánicos por
los que escapan los gases.
o Precipitación química a partir de una disolución acuosa: así
se forma la halita o el yeso.
Para que un cristal pueda desarrollarse bien son necesarias
algunas condiciones:
 Tiempo: si el enfriamiento del magma se hace con rapidez, los
átomos e iones presentes en el fundido no podrán disponerse
de manera ordenada, y no se formarán cristales sino vidrio, o
estos tendrán un escaso desarrollo. Si se trata de una
disolución acuosa en la que la evaporación se produce
demasiado rápido, se formarán simultáneamente muchos
núcleos de cristalización, originándose numerosos cristales de
tamaño microscópico.
 Espacio: para que un cristal se desarrolle bien es necesario
que disponga de espacio. Si hay limitaciones espaciales se
producirán interferencias por el crecimiento simultáneo de
cristales próximos y ninguno de ellos adquirirá forma
geométrica.
 Reposo: un ambiente agitado dificulta el proceso de desarrollo
de los cristales.
CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES
Atendiendo a su composición química los principales
grupos de minerales son:
• Elementos nativos: oro, azufre, cobre…
• Sulfuros: pirita, galena…
• Haluros: halita, fluorita…
• Óxidos: magnetita, hematites…
• Carbonatos: calcita, dolomita…
• Sulfatos: yeso, anhidrita…
• Silicatos: olivino, cuarzo…
Silicatos
Constituyen el grupo más grande y complejo de los
minerales, siendo los más abundantes en la corteza
terrestre.
Son combinaciones de silicio (Si) y oxígeno (O) con otros
elementos.
Están formados por la repetición del tetraedro de sílice
(SiO4), que es la unidad estructural.
Los tetraedros se unen entre sí formando estructuras más
complejas, se dividen en:
 Nesosilicatos: formados por tetraedros de sílice aislados o
unidos entre sí por átomos que no sean oxígeno. Por
ejemplo: olivino
 Sorosilicatos: son dos tetraedros unidos por un oxígeno.
Como epidota.
 Ciclosilicatos: anillos formados por 2,3, 4 o 6 tetraedros
enlazándose los tetraedros mediante átomos de oxígeno.
Por ejemplo: berilo.
 Inosilicatos: los silicatos se organizan en cadenas simples
(P. ej: piroxenos) o dobles (P. ej: anfíboles)
 Filosilicatos: los tetraedros se disponen formando redes
planas bidimensionales. Estando unidos por 3 átomos de
oxígeno. Caso de la biotita y moscovita.
 Tectosilicatos: los silicatos se disponen en una red
tridimensional y compacta, estando los tetraedros unidos por
4 átomos de oxígeno. Por ejemplo: cuarzo.